Теория "Скорость передачи информации"

Вопросы:

1. Что такое пропускная способность канала?

2. По какой формуле можно рассчитать скорость передачи информации?

Скорость передачи информации и пропускная способность канала

Обмен информацией производится по каналам передачи информации.

Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Так, при непосредственном общении людей информация передаётся с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону — с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи.

Канал связи — технические средства, позволяющие осуществлять передачу данных на расстоянии.

Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Скорость передачи информации (скорость информационного потока) — количество информации, передаваемое за единицу времени.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность.

Пропускная способность канала — максимальная скорость передачи информации по каналу связи в единицу времени.

Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.

Объем переданной информации V вычисляется по формуле:

V=q⋅t

где q — пропускная способность канала (в битах в секунду или подобных единицах), а t— время передачи.

Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

Однако иногда в качестве единицы используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Соотношения между единицами пропускной способности канала передачи информации такие же, как между единицами измерения количества информации:

1 байт/с = 23 бит/с = 8 бит/с;1 Кбит/с = 210 бит/с = 1024 бит/с;1 Мбит/с = 210 Кбит/с = 1024 Кбит/с;1 Гбит/с = 210 Мбит/с = 1024 Мбит/с.

Пример:

Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28800бит/с, чтобы передать 100страниц текста в 30 строк по 60 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется 1 байтом?

Решение. Вычислим объем файла в битах V=100⋅30⋅60⋅8 бит =1440000 бит.

   

Скорость передачи сообщения q=28800бит/с.

Время равно t=Vq=144000028800=50 секунд.

Рассмотрим более сложную задачу.

Пример:

Устройство A передает информацию устройству C через устройство B в рамках следующих правил:

1. Информация передается пакетами по 200 байт.
2. Устройство B может одновременно принимать информацию от устройства А и передавать ранее полученную информацию устройству C.
3. Устройство B может передавать очередной пакет устройству С только после того, как полностью получит этот пакет от устройства A.
4. Устройство B обладает неограниченным по объему буфером, в котором может хранить полученные от устройства A, но еще не переданные устройству C пакеты.

Пропускная способность канала между A и B – 100 байт в секунду.

Пропускная способность канала между B и C – 50 байт в секунду.

Было отправлено два пакета информации. Через сколько секунд C закончит прием всей информации от A?

Решение. Так как скорость приема информации устройством B больше, чем скорость ее передачи устройству С,то время передачи сложится из двух этапов.

Продемонстрируем это графически:

Время передачи первого пакета информации от А устройству В равно t1=V1q1=200100=2 секунды.

Далее приём информации от А и передача ее устройству Сосуществляются устройством В одновременно, поэтому достаточно вычислить время передачи всех трёх пакетов информации от В к С:

 t2=V2q2=60050=12 секунд.

Общее время передачи: t=t1+t2=2+12=14 секунд.

Источники:

Самылкина Н. Н. Информатика : все темы для подготовки к ЕГЭ. (В помощь старшекласснику). М. : Эксмо, 2011, стр. 15-17